DE2805132A1

DE2805132A1 - Gemischverdichtende, fremdgezuendete brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2805132A1
Application number: DE19782805132
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl Ing D Brandstetter; Gerd Dipl Ing Decker; Reinhard Ing Grad Gospodar; Dieter Steinke
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1978-02-07
Filing date: 1978-02-07
Publication date: 1979-08-09

Description

AKTIENGESELLSCHAFT 3180 Wolfsburg

Unsere Zeichens K 2483
-We-ja

Gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschine, bei der je Zylinder eine zwischen einem Arbeitskolben und einem Zylinderkopf eingeschlossene Hauptbrennkammer und eine im Zylinderkopf angeordnete, über einen Verbindungskanal mit der Hauptbrennkammer in Verbindung stehende Vorkammer vorgesehen ist, wobei in.die Vorkammer eine Zündkerze mit in der Nähe der Vorkammerwand gelegenen Zündkerzenelektroden hineinragt und wobei der Verbindungskanal derart in die Vorkammer einmündet, daß das während des Kompressionstaktes von dem Arbeitskolben in die Vorkammer gedruckte Kraftstoff-Luft-Gemisch dort im wesentlichen eine in TJmfangsrichtung verlaufende Strömungsbewegung ausführt.

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Vorsitzender Vorstand: Toni Schmüdcer, Vorsitzender · Horst Backsmann · Prol. Dr. tedin. Ernst Fiala · Dr. jur. Peter Frerk

des Aufsichtsrats: Günter Hartwich · Horst Münzner · Dr. rer.pol. Werner P. Schmidt Gottlieb M. Strobl · Prof. Dr. rer. pol. Friedrich Thomee

Hans Birnbaum Sitz der Gesellschaft: Wolfsburg Amtsgericht Woltsburg HRB

Brennkraftmaschinen dieser Bauart werden im allgemeinen auch als Schichtladungsmotoren bezeichnet und sind seit vielen Jahren in
vielen Varianten bekannt. Der Grundgedanke bei derartigen Brennkraftmaschinen besteht darin, durch bestimmte Maßnahmen eine
unterschiedliche Gemischzusammensetzung der Zylinderladung im
Zündzeitpunkt zu ermöglichen, und zwar derart, daß sich in der ' Umgebung der Zündkerze ein zündfähiges, kraftstoffreiches Gemisch befindet, während die Ladung im übrigen Brennraum auf die
jeweils günstigsten Betriebsbedingungen des Motors abgestimmt
ist und aus einem verhältnismäßig mageren Gemisch oder sogar
aus reiner Luft bestehen kann.

Mit solchen bekannten Brennkraftmaschinen, bei denen im allgemeinen die Zündkerzenelektroden etwa gegenüber der Einmündungsstel-Ie des Terbindungskanals in die Torkammer im Bereich der Vorkammerwand angeordnet sind, sind auch schon relativ gute Ergebnisse im Hinblick auf die Schadstoffwerte im Abgas einer solchen Brennkraftmaschine erreicht worden, und zwar mit verhältnismäßig mageren Kraftstoff-Luft-Gemischen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, derartige Brennkraftmaschinen weiter zu" verbessern und dabei insbesondere darauf hinzuarbeiten, daß der Abstand zur Zündaussetzergrenze vergrößert beziehungsweise durch Verwendung von noch mehr abgemagerten Gemischen eine Absenkung des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoffemissionen erreicht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß die Zündkerzenelektroden im in Strömungsrichtung des Kraftstoff-Luft-Gemisches gesehen hinteren Uinfangswandbereich der Vorkammer vor der Einmündungsstelle des Verbindungskanals angeordnet sind. Vorzugsweise sollen dabei die Zündkerzenelektroden innerhalb eines einem Zentriwinkel von ca. 60 entsprechenden Umfangswandbereiches der Vorkammer vor der Einmündungsstelle des Verbindungskanals angeordnet sein. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Vorkammer im wesentlichen als Rotationskörper, vorzugsweise kugel-

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förmig ausgebildet ist und der Verbindungskanal tangential in die Vorkammer einmündet.

Es hat sich nämlich herausgestellt, daß durch Anordnung der Zündkerzenelektroden in dem in Umfangsrichtung hinteren Wandbereich der Vorkammer, das heißt in einem Wandbereich mit nicht zu hoher Strömungsgeschwindigkeit, die Zündaussetzergrenze weiter in Hichtung auf magere Gemische hinausgeschoben werden kann. Bei sonst gleichen Bedingungen kann also der Abstand zu. dieser Zündaussetzergrenze vergrößert,beziehungsweise durch Verwendung weiter abgema-* gerter Gemische der Kraftstoffverbrauch und die Emissionen verringert werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines schematischen Längsschnittes durch einen Zylinderkopf einer gemischverdichtenden, .fremdgezündeten Brennkraftmaschine mit Vorkammer dargestellt und im folgenden näher erläutert.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Zylinder, mit 2 ein in dem Zylinder gleitender Kolben und mit 3 ein Zylinderkopf einer solchen im allgemeinen mehrzyiindrigen Brennkraftmaschine bezeichnet, bei der zwischen dem Zylinderkopf 5 und dem Kolben 2 ein Hauptbrennraum 4 gebildet wird, der über einen Verbindungskanal 6 mit einer in dem Zylinderkopf J angeordneten Vorkammer 5 in ständiger Verbindung steht. Die Vorkammer 5 soll im wesentlichen als Rotationskörper, beispielsweise kugelförmig,ausgebildet sein und der Verbindungskanal 6 soll im wesentlichen tangential in die Vorkammer 5 einmünden. Mit 7 ist eine Zündkerze bezeichnet, deren Elektroden Ja. im Bereich der Vorkammerwand angeordnet sind.

In der Zeichnung nicht weiter dargestellt sind die den Ladungswechsel steuernden Ein- und Auslaßventile, die jedoch in üblicher Weise ausgebildet und gesteuert sind. Danach erfolgt während des Ansaugtaktes das Ansaugen des in einem geeigneten Gemischbildner, beispielsweise einem Vergaser oder einer Saugrohreinspritzanlage, aufbereiteten Kraftstoff-Luft-Gemisches, das relativ mager einge-

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stellt sein kann. Dieses Gemisch füllt dabei den über dem Kolben gebildeten Arbeitsraum und die mit diesem Arbeitsraum über den Verbindungskanal 6 in Verbindung stehende Vorkammer. Während des anschließenden Kompressionstaktes wird dann ein Teil der Hauptarbeitsraumladung durch den Verbindungskanal 6 in die Vorkammer 5 geschoben, wo aufgrund der tangentialen Einmündung des Verbindungskanals 6 in die Vorkammer 5 sich eine im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufende Gemischströmung ausbildet, was durch den Pfeil 8 angedeutet sein soll.

Die Zündkerzenelektroden 7^a der Zündkerze 7 sollen nun gemäß der Erfindung in einem Wandbereich der Vorkammer 5 angeordnet sein, der in Strömungsrichtung des Gemisches gesehen im hinteren Uinfangswandbereich der Vorkammer liegt, und zwar in einem Wandbereich, der einem Zentriwinkel von etwa 60° entspricht und unmittelbar vor der Einmündungsstelle des Verbindungskanals 6 in die Vorkammer 5 liegt. Dieser Bereich ist in der Zeichnung doppelt schraffiert und mit 9 angedeutet. Diese Anordnung der Zündkerzenelektroden bewirkt, daß die Zündaussetzergrenze weiter in Richtung magerer Gemische verschoben wird und daß daher gegenüber herkömmlichen Brennkraftmaschinen dieser Bauart mit weiter abgemagerten Gemischen und damit mit noch geringeren Kraftstoffverbrauchswerten und Abgasemissionswerten gearbeitet werden kann. Es sei darauf hingewiesen, daß in der hier beschriebenen Brennkraftmaschinenausführung in der Vorkammer keine besondere Gemischzufuhr erfolgt. Es wäre jedoch auch durchaus möglich, eine zusätzliche Kraftstoffzuführung in die Vorkammer in Form eines bekannten Hilfseinlaßventils zur Zuführung eines fetten Kraftstoff-Luft-Gemisches oder in Form einer ebenfalls bekannten Kraftstoffeinspritzdüse vorzusehen. Die in der Zeichnung gezeigte Ausführung stellt jedoch wegen ihres verhältnismäßig geringen Aufwandes eine bevorzugte Ausführungsform dar.

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Claims

VOLKSWAGENWERK .

AKTIENGESELLSCHAFT 2 8 Q 5 1 3

3180 Wolisburg

Unsere Zeichen: K 2483
17O2pt-we-jä

A I S P B Ü C H E

(T) Gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschine, bei der je Zylinder eine zwischen einem Arbeitskolben und einem Zylinderkopf eingeschlossene Hauptbrennkammer und eine im Zylinderkopf angeordnete, über einen Verbindungskanal mit ^ der Hauptbrennkafiimer in Verbindung stehende Vorkammer vorgesehen ist, wobei in die Vorkammer eine Zündkerze mit in der Nähe der Vorkammerwand gelegenen Zündkerzenelektroden hineinragt und wobei der Verbindungskanal derart in die Vorkammer einmündet, daß das während des Kompressionstaktes von dem Arbeitskolben in die Vorkammer gedrückte Kraftstoff-Luft-Gemisch dort im wesentlichen eine in TJmfangsrichtung verlaufende Strömungsbewegung ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkerzenelektroden (7a) im in Strömungsrichtung des Kraftstoff-Luft-Gemisches gesehen hinteren Umfangswandbereich (9) der Vorkammer (5) vor der Einmüdnungsstelle des Verbindungskanals (6) angeordnet sind.

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Vorsitzender Vorstand: Toni Schmucker, Vorsitzender · Horst Backsmann · Prof. Dr. techn. Ernst Fiala · Dr. jur. Peter Frerl:

des Aufsichtsrals: Günter Hartwich · Horst Münzner · Dr. rer. pol. Werner P.Schmidt Gottlieb M. Strobl · Prof. Dr. rer. pol. Friedrich Thomee

Hans Birnüaum Sitz der Gesellschaft: Wolfsburg Amtsgericht Wolfsburg HRB

—— ORIGINAL
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkerzenelektroden (7^) innerhalb eines einem Zentriwinkel von ca. 60 entsprechenden Umfangswandbereiches (9) der Vorkammer (5) vor der Einmündungsstelle des 'Verbindungskanals (6) angeordnet sind.
3· Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer (5) im wesentlichen als Rotationskörper ausgebildet ist und der Verbindungskanal (6) tangential in die Vorkammer einmündet.
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer kugelförmig ausgebildet ist.

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